DE102019124291A1 - Arrangement for operating several air-liquid heat exchanger units connected in parallel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben mehrerer parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten, wobei jede der Einheiten mindestens einen elektrisch angetriebenen Ventilator sowie ein elektrisch ansteuerbares, im Flüssigkeitskreislauf angeordnetes Ventil aufweist, und das Ventil primär von mindestens einem Thermostaten betätigbar ist. Erfindungsgemäß verfügt jede Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheit über eine zusätzliche Schalteinrichtung, welche den primären Thermostat-Schaltvorgang überlagert und das betreffende Ventil betätigt und schließt, wobei bei n mit n ≥ 2 parallel verschalteten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten mit dem Erkennen einer gaseinschlussbedingten Überhitzung bzw. einer Übertemperatur einer der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten die übrigen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten durch Betätigung der jeweiligen zusätzlichen Schalteinrichtung kurzzeitig abgesperrt werden, wodurch sich eine Druckerhöhung einstellt und Gaseinschlüsse entfernbar sind.The invention relates to an arrangement for operating several air-liquid heat exchanger units connected in parallel, each of the units having at least one electrically driven fan and an electrically controllable valve arranged in the liquid circuit, and the valve being actuatable primarily by at least one thermostat. According to the invention, each air-liquid heat exchanger unit has an additional switching device which superimposes the primary thermostat switching process and actuates and closes the relevant valve, with the detection of overheating or overheating caused by gas inclusion in the case of n with n ≥ 2 air-liquid heat exchanger units connected in parallel. In the event of an excess temperature in one of the air-liquid heat exchanger units, the remaining air-liquid heat exchanger units are briefly shut off by actuating the respective additional switching device, as a result of which the pressure increases and gas inclusions can be removed.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Betreiben mehrerer parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten, wobei jede der Einheiten mindestens einen elektromotorisch angetriebenen Ventilator sowie ein elektrisch ansteuerbares, im Flüssigkeitskreislauf angeordnetes Ventil aufweist und das Ventil primär von mindestens einem Thermostaten betätigbar ist gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention is based on an arrangement for operating several air-liquid heat exchanger units connected in parallel, each of the units having at least one electric motor-driven fan and an electrically controllable valve arranged in the liquid circuit, and the valve being primarily actuatable by at least one thermostat according to the preamble of
Aus der
Gemäß der CH 594 770 ist eine Einrichtung zum Füllen und Entleeren von Wärmetauschern vorbekannt.According to CH 594 770 a device for filling and emptying heat exchangers is previously known.
Nach der dortigen Lehre sind Absperrventile in der Ablassleitung vorhanden. Beim Auffüllen der Wärmetauscher wird das Absperrventil in der betreffenden Ablassleitung geschlossen, während das Absperrventil in der Rückflussleitung geöffnet und das Absperrventil in der Speiseleitung geschlossen gehalten wird. Infolgedessen fließt Kühlwasser in die Ausgangsfluten der Wärmetauscher über eine Rückflussleitung, wobei die Luft vor dem aufsteigenden Wasser aus den Wärmetauschern über Entlüftungsventile in die Umgebung verdrängt wird.According to the teaching there, shut-off valves are present in the drain line. When the heat exchanger is filled, the shut-off valve in the relevant drain line is closed, while the shut-off valve in the return line is opened and the shut-off valve in the feed line is kept closed. As a result, cooling water flows into the outlet floods of the heat exchangers via a return line, with the air before the rising water from the heat exchangers being displaced into the environment via vent valves.
Die
Die
Gemäß dem Verfahren zur betriebssicheren Funktion von Wärmetauschern nach
Grundsätzlich ist festzuhalten, dass bei mehreren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschern, die parallel verschaltet sind, mehr oder weniger häufig Lufteinschlüsse in den Wärmetauschern entstehen. Dies ist bei üblichen Betriebsbedingungen weitgehend unproblematisch. Liegt jedoch eine hohe Wärmelast an, kommt es zu Übertemperaturen in denjenigen Wärmetauschern, welche Lufteinflüsse aufweisen. In diesen Fällen ist nämlich der Flüssigkeitskreislauf unterbrochen oder gestört.Basically, it should be noted that with several air-liquid heat exchangers that are connected in parallel, air inclusions occur more or less frequently in the heat exchangers. This is largely unproblematic under normal operating conditions. If, however, there is a high heat load, excess temperatures occur in those heat exchangers that are exposed to air. In these cases the fluid circuit is interrupted or disturbed.
Um Lufteinflüsse zu vermeiden, ist es bekannt, am höchsten Punkt entsprechender Wärmetauschersysteme Entlüftungsventile vorzusehen. Da jedoch die Verrohrung der einzelnen Wärmetauschereinheiten innerhalb einer solchen Einheit aber auch die Verbindungsverrohrung vielfach kompliziert und konstruktiv aufwändig gestaltet ist, kann nicht garantiert werden, dass sämtliches Gas aus dem betreffenden System entfernbar ist.In order to avoid the effects of air, it is known to provide vent valves at the highest point of corresponding heat exchanger systems. However, since the piping of the individual heat exchanger units within such a unit as well as the connecting piping is often designed to be complicated and structurally complex, it cannot be guaranteed that all the gas can be removed from the relevant system.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Anordnung zum Betreiben mehrerer, parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten anzugeben, die über eine hohe Betriebs- und damit Ausfallsicherheit verfügt, und welche schnell, unkompliziert und auch vor Ort beim Kunden im Einsatzfall sicher entlüftet werden kann. Dabei soll nach Möglichkeit beim Einsatz vor Ort eine Demontage und Montage der entsprechenden Einheiten vermieden werden.From the above, it is therefore the object of the invention to provide a further developed arrangement for operating several air-liquid heat exchanger units connected in parallel, which has a high level of operational reliability and thus failure safety, and which is quick, uncomplicated and also on site at the customer's premises can be safely vented. If possible, disassembly and assembly of the corresponding units should be avoided when used on site.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object of the invention is achieved by the combination of features according to
Es wird demnach von einer Anordnung zum Betreiben mehrerer, parallel verschalteter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten ausgegangen.Accordingly, an arrangement for operating a plurality of air-liquid heat exchanger units connected in parallel is assumed.
Es handelt sich also um n-Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten, wobei n ≥ 2 ist.These are therefore n-air-liquid heat exchanger units, where
Jede der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten weist mindestens einen elektromotorisch angetriebenen Ventilator zur Beströmung der Wärmetauscher auf. Darüber hinaus ist mindestens ein elektrisch ansteuerbares, im Flüssigkeitskreislauf angeordnetes Ventil vorhanden. Dieses Ventil wird primär von mindestens einem Thermostaten betätigt, um je nach anliegender Last den Flüssigkeitskreislauf zu beeinflussen.Each of the air-liquid heat exchanger units has at least one electric motor driven fan to flow through the heat exchanger. In addition, there is at least one electrically controllable valve arranged in the liquid circuit. This valve is operated primarily by at least one thermostat in order to influence the fluid circuit depending on the load applied.
Erfindungsgemäß verfügt jede der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten über eine zusätzliche Schalteinrichtung, welche den primären Thermostat-Schaltvorgang überlagert und insofern das betreffende Ventil betätigt und schließt bzw. wieder öffnet, wobei bei n mit n ≥ 2 parallel verschalteten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten mit dem Erkennen einer gaseinschlussbedingten Überhitzung bzw. einer Übertemperatur einer der Luft Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten die übrigen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten durch Betätigung der jeweiligen zusätzlichen Schalteinrichtung kurzzeitig abgesperrt werden.According to the invention, each of the air-liquid heat exchanger units has an additional switching device, which superimposes the primary thermostat switching process and insofar actuates and closes or re-opens the valve in question, with n with n ≥ 2 air-liquid heat exchanger units connected in parallel with the Detection of an overheating caused by gas inclusion or an excess temperature of one of the air-liquid heat exchanger units, the remaining air-liquid heat exchanger units are briefly shut off by actuating the respective additional switching device.
Hierdurch ergibt sich eine Druckerhöhung und es können vorhandene Gaseinschlüsse über eine an sich bekannte Entlüftungseinrichtung entfernt bzw. ausgetrieben werden.This results in an increase in pressure and existing gas inclusions can be removed or driven out via a venting device known per se.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Aktivieren oder Deaktivieren der zusätzlichen Schalteinrichtung, das heißt der Schließ- und/oder Öffnungsvorgang, optisch und/oder akustisch signalisierbar. Dadurch, dass das Aktivieren der zusätzlichen Schalteinrichtung manuell erfolgen kann, wird durch die optische und/oder akustische Signalisierung verhindert, dass irrtümlich eine zu lange Absperrung einer der Wärmetauschereinheiten mit der Folge einer Leistungsminderung der gesamten parallel verschalteten Anlage eintritt.In one embodiment of the invention, the activation or deactivation of the additional switching device, that is to say the closing and / or opening process, can be signaled optically and / or acoustically. Because the additional switching device can be activated manually, the optical and / or acoustic signaling prevents one of the heat exchanger units from being inadvertently shut off for too long, resulting in a reduction in the performance of the entire system connected in parallel.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche nach dem Auslösen der jeweiligen Schalteinrichtungen das dadurch bedingte Absperren der Flüssigkeitskreisläufe nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne aufhebt oder aber signalisiert, dass diese Aufhebung des Absperrens durch manuelles Betätigen der entsprechenden Schalteinrichtungen zu erfolgen hat.In a further development of the invention, a control device is provided which, after the respective switching devices have been triggered, cancels the resulting shut-off of the fluid circuits after a predetermined period of time or signals that this cancellation of the shut-off must be carried out by manually operating the corresponding switching devices.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuereinrichtung kann mit einer Sensorik in Verbindung stehen, welche feststellt, ob und wenn ja, in welcher der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten Gasanschlüsse vorhanden sind. Hierdurch kann selbsttätig das Absperren der übrigen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten zur Entlüftung ausgelöst werden.The control device proposed according to the invention can be connected to a sensor system which determines whether and, if so, in which of the air-liquid heat exchanger units there are gas connections. This can automatically shut off the remaining air-liquid heat exchanger units for venting.
Zweckmäßigerweise weist jede der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten eine Übertemperaturerkennungseinrichtung auf, wobei bei erkannter Übertemperatur einer der parallel verschalteten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten diese als zu entlüften definiert wird und diesbezüglich die übrigen der n-Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten kurzzeitig abgesperrt werden.Each of the air-liquid heat exchanger units expediently has an excess temperature detection device, with one of the parallel-connected air-liquid heat exchanger units being defined as to be vented and, in this regard, the remaining n-air-liquid heat exchanger units being temporarily shut off.
Es liegt im Sinne der Erfindung, bekannte Wärmetauschereinheiten mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung nachzurüsten, um insofern bereits bestehende Systeme zu verbessern und ein leichtes Entlüften und damit einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ist für den Servicemitarbeiter zugänglich, kann jedoch durch Anordnung diesbezüglicher Mittel geschützt ausgebildet werden, um ein versehentliches Absperren durch nicht befugte Personen zu vermeiden.It is within the meaning of the invention to retrofit known heat exchanger units with the switching device according to the invention in order to improve existing systems and to ensure easy venting and thus trouble-free operation. The switching device according to the invention is accessible to the service employee, but can be designed to be protected by arranging appropriate means in order to avoid inadvertent locking by unauthorized persons.
In einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Möglichkeit, für die Zeitdauer des Absperrens zum Zweck der Entlüftung die Absperrungsmaßnahme akustisch zu signalisieren, beispielsweise durch einen auffallenden Piep-Ton. Der Servicetechniker wird durch diese akustische Maßnahme daran erinnert, nach Abschluss seiner Servicearbeiten den normalen Betriebszustand wiederherzustellen.In a further development of the invention there is the possibility of signaling the blocking measure acoustically for the duration of the blocking for the purpose of venting, for example by means of a conspicuous beep. The service technician is reminded by this acoustic measure to restore the normal operating status after completing his service work.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Figur näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment and a figure.
Die Figur zeigt hierbei ein Prinzipschaltbild der elektrischen Mittel der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei auf eine Darstellung der eigentlichen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheiten mit den diesbezüglich flüssigkeitsführenden Elementen verzichtet wurde.The figure shows a basic circuit diagram of the electrical means of the arrangement according to the invention, the actual air-liquid heat exchanger units with the related liquid-carrying elements being omitted.
Gemäß der Figur sind zunächst zwei Thermostateinrichtungen A1 und A2 vorhanden. Diese Thermostateinrichtungen dienen zum einen der Temperaturvorgabe und zum anderen der Einstellung einer Übertemperatur, das heißt dem Aussenden eines Alarms beim Erreichen bzw. Überschreiten dieser vorgegebenen Übertemperatur.According to the figure, there are initially two thermostat devices A1 and A2. These thermostat devices are used, on the one hand, to preset the temperature and, on the other hand, to set an excess temperature, that is to say to send out an alarm when this predetermined excess temperature is reached or exceeded.
Zu Regelungszwecken steht die Thermostateinrichtung A2 mit einem Magnetventil Y1 in Verbindung und betätigt dieses durch Zu- und Abschalten des Magnetventiles entsprechend der Temperaturvorgabewerte.For control purposes, the thermostat device A2 is connected to a solenoid valve Y1 and actuates this by switching the solenoid valve on and off in accordance with the specified temperature values.
Ein Elektromotor M1 dient dem Antrieb eines ansonsten nicht dargestellten Lüfters bzw. Ventilators zum Beströmen der ebenfalls nicht dargestellten Wärmetauscher.An electric motor M1 is used to drive a ventilator or ventilator, which is otherwise not shown, to flow the heat exchanger, also not shown.
Die Kapazitäten C1 und C2 dienen dem Betreiben des Lüftermotors hinsichtlich des Anlaufvorganges bzw. bei einer möglichen Regelung der Drehzahl des Lüfters.The capacities C1 and C2 are used to operate the fan motor with regard to the Start-up process or with a possible regulation of the fan speed.
Mit X1 und X2 sind Steckverbinder bezeichnet, um im Servicefall bzw. bei Reparaturarbeiten eine leichte Austauschbarkeit entsprechender Baugruppen zu gestatten, aber auch Mess- und Prüfmittel einschleifen zu können.X1 and X2 are connectors to allow easy interchangeability of corresponding assemblies in the event of service or repair work, but also to be able to loop in measuring and testing equipment.
Die erfindungsgemäße zusätzliche Schalteinrichtung S1 ist in der Lage, die Funktion des Thermostaten A2 zu überlagern, das heißt unabhängig von einem beispielsweise thermostatbedingten Deaktivieren des Magnetventils Y1 dieses zum Schließen anzuregen.The additional switching device S1 according to the invention is able to superimpose the function of the thermostat A2, that is to say, independently of a deactivation of the solenoid valve Y1 caused by the thermostat, for example, to stimulate it to close.
Die Schalteinrichtung S1 verfügt noch über eine optische Anzeige L1, insbesondere eine lichtemittierende Diode, die über einen Vorwiderstand R1 betrieben wird.The switching device S1 also has an optical display L1, in particular a light-emitting diode, which is operated via a series resistor R1.
Wird die Schalteinrichtung S1 betätigt, werden die Kontakte 3 und 4 (BK) geschlossen und es wird das Magnetventil Y1 angeregt, mit der Folge, dass das Ventil in den geschlossenen Zustand übergeht.If the switching device S1 is actuated, the contacts 3 and 4 (BK) are closed and the solenoid valve Y1 is excited, with the result that the valve changes to the closed state.
Die Übertemperatur, welche vom Thermostaten A1 überwacht wird, beträgt voreingestellt beispielsweise 50°. Die Betriebstemperatur, kontrolliert und eingestellt über den Thermostaten A2, beträgt beispielsweise 35° in einer diesbezüglichen Voreinstellung.The excess temperature, which is monitored by thermostat A1, is preset to 50 °, for example. The operating temperature, controlled and set via the thermostat A2, is, for example, 35 ° in a relevant preset.
Bevorzugt ist die Schalteinrichtung S1 mit der LED L1 an der Geräterückseite einer entsprechenden in der Figur nicht dargestellten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschereinheit angeordnet. Eine entsprechende Signalisierung kann jedoch auch an der Vorderseite vorhanden sein.The switching device S1 with the LED L1 is preferably arranged on the rear of the device of a corresponding air-liquid heat exchanger unit, not shown in the figure. Appropriate signaling can, however, also be provided on the front.
Zum Zweck der Entlüftung werden mit Hilfe der jeweiligen Magnetventile Y1 alle Wärmetauschereinheiten bis auf dasjenige abgesperrt, welches über Lufteinschlüsse verfügt. Hierdurch gelingt es, die betreffende Wärmetauschereinheit luftfrei zu drücken.For the purpose of ventilation, all heat exchanger units are shut off with the help of the respective solenoid valves Y1 except for the one that has air pockets. This makes it possible to press the relevant heat exchanger unit free of air.
Hiernach wird diese, soeben frei gedrückte Wärmetauschereinheit abgesperrt und eine entsprechende weitere Wärmetauschereinheit der bisher abgesperrten Einheiten geöffnet, um selbige zu entlüften. Dies kann sukzessive geschehen, bis alle der n-Wärmetauschereinheiten luftfrei sind. Insbesondere im Servicefall, zum Beispiel bei einer Neubefüllung einer Anlage, ist die Möglichkeit des individuellen elektromechanischen Schließens der einzelnen Wärmetauschereinheiten von großem Vorteil.After this, this heat exchanger unit, which has just been released, is shut off and a corresponding further heat exchanger unit of the previously shut off units is opened in order to vent the same. This can be done successively until all of the n-type heat exchanger units are free of air. Particularly in the case of service, for example when a system is refilled, the possibility of individual electromechanical closing of the individual heat exchanger units is a great advantage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |